[건축] Low-E 유리란? : Low-E 복층유리의 원리와 건축·플랜트 적용

건축 설계에서 창호 사양을 검토하다 보면 Low-E 유리라는 용어를 자주 접하게 된다.

특히 업무시설, 상업시설 및 플랜트의 Administration Building, Control Building, Substation 등에서는 Low-E 복층유리가 일반적인 창호 사양으로 적용되고 있다.

그렇다면 Low-E 유리는 무엇이며, 왜 일반 유리 대신 사용하는 것일까?

구분	핵심 내용
Low-E 유리	낮은 방사율 코팅으로 열복사 에너지 이동을 제어
복층유리	Air·Argon층을 적용해 단열성능 향상
주요 성능	U-value(단열), SHGC(일사), VLT(채광) 검토
차열 대책	고성능 Low-E, 외부 차양, 필름, 블라인드 등
커튼월 검토	Spandrel·Back Pan의 열축적 및 Thermal Stress 검토

 

 

1. Low-E 유리란?

Low-E는 Low Emissivity, 즉 낮은 방사율을 의미한다.

Low-E 유리는 유리 표면에 얇은 금속계 코팅층을 형성하여 열복사 에너지의 이동을 제어하는 유리이다.

일반 유리는 가시광선과 함께 상당량의 열에너지도 통과시키지만, Low-E 유리는 열복사 에너지를 반사하여 실내외 열 이동을 줄인다.

따라서 겨울철에는 실내 난방열이 외부로 빠져나가는 것을 줄이고, 제품의 SHGC 특성에 따라 여름철에는 태양열의 실내 유입을 줄이는 데 활용할 수 있다.

 

 

2. 왜 Low-E 유리는 복층으로 사용하는가?

Low-E 유리는 단판으로도 만들 수 있지만, 건축용에서는 일반적으로 복층유리 또는 삼중유리 형태로 사용한다.

가장 큰 이유는 두 가지이다.

첫째, 일반적인 Soft Low-E 코팅은 외부 환경에 직접 노출될 경우 손상될 수 있기 때문이다.

따라서 복층유리 내부의 보호된 면에 코팅을 배치하여 코팅층을 보호한다.

둘째, Low-E 코팅만으로는 유리의 전체적인 단열성능을 충분히 확보하기 어렵기 때문이다.

복층유리는 유리 사이에 Air 또는 Argon Gas층을 형성하여 열전달을 줄인다.

즉,

Low-E 코팅 → 열복사 제어

중공층 → 열전달 감소

라는 두 가지 효과가 결합되는 것이다.

 

 

 

3. Low-E 유리의 성능은 무엇으로 판단하는가?

Low-E 유리를 선정할 때는 단순히 "Low-E 적용"이라는 문구만 확인해서는 부족하다.

주요 성능지표는 다음 세 가지이다.

U-value

열관류율을 의미하며, 일반적으로 값이 낮을수록 단열성능이 우수하다.

SHGC

태양열취득계수이다.

창호를 통해 실내로 유입되는 태양에너지의 정도를 나타내며, 냉방부하가 중요한 건물에서는 낮은 SHGC의 유리가 유리할 수 있다.

VLT

가시광선 투과율이다.

자연채광과 조망성능을 결정하는 중요한 요소이다.

따라서 실무에서는

U-value + SHGC + VLT

를 함께 검토하여 유리 사양을 결정해야 한다.

 

 

 

4. 플랜트 건축에서는 어떻게 사용하는가?

플랜트 건축물에서도 Low-E 복층유리는 비교적 흔하게 사용된다.

예를 들어 다음과 같은 구성이 있다.

 

24T Low-E 복층유리

6T 강화 + 12Ar + 6T Low-E 강화

 

또는

28T Low-E 복층유리

8T 강화 + 12Ar + 8T Low-E 강화

 

다만 실제 사양은 프로젝트의 Design Criteria, Project Specification, 지역 기후조건 및 에너지 성능 요구조건에 따라 결정해야 한다.

따라서 "플랜트는 24T"와 같이 일률적으로 적용하기보다는 요구되는 U-value와 SHGC를 만족하는 유리 시스템을 선정하는 것이 핵심이다.

 

 

 

5. Low-E 유리를 사용해도 실내가 더울 수 있다

실무에서 자주 발생하는 질문 중 하나가 있다.

"Low-E 유리를 사용했는데 왜 실내가 덥습니까?"

Low-E라고 해서 모든 태양열을 차단하는 것은 아니다.

특히 다음과 같은 조건에서는 일사부하가 크게 발생할 수 있다.

• 서향 입면
• 대면적 커튼월
• 높은 창면적비
• 외부 차양이 없는 경우
• 높은 SHGC의 유리를 적용한 경우

따라서 차열성능이 부족할 경우에는 다음과 같은 대책을 검토할 수 있다.

1. 낮은 SHGC의 고성능 Low-E 적용
2. 외부 차양 설치
3. 열차단 필름 적용
4. 블라인드 및 커튼 설치
5. 삼중유리 적용

이 중 건축환경 측면에서 특히 중요한 것이 외부 차양이다.

태양에너지가 유리를 통과한 후 차단하는 것보다 유리에 도달하기 전에 차단하는 것이 효과적이기 때문이다.

따라서 발주처에서 "유리가 너무 덥다"는 요구가 발생한다면 무조건 필름부터 검토하기보다는 건물 방향과 외부 차양 가능 여부를 먼저 확인하는 것이 합리적이다.

 

6. 커튼월의 Spandrel이 중요한 이유

커튼월 건축물은 외부에서 보면 전체가 유리로 구성된 것처럼 보이지만 실제로는 Vision Zone과 Spandrel Zone으로 구분된다.

Spandrel은 슬래브, 보, 덕트, 배관 및 전선트레이 등의 내부 요소가 외부에서 보이지 않도록 가리는 불투명 구간이다.

스팬드럴부에는 일반적으로 Spandrel Glass, 단열재 및 Back Pan 등이 구성된다.

문제는 이 구조가 유리 후면의 열 방출을 제한할 수 있다는 것이다.

특히 Low-E, 반사유리, Frit Glass 등이 적용된 경우 태양복사에 의해 스팬드럴 내부의 온도가 상승하고 유리의 온도차가 커질 수 있다.

이러한 온도차는 Thermal Stress, 즉 유리의 열응력을 발생시킬 수 있다.

 

7. Spandrel의 Thermal Stress는 어떻게 관리하는가?

스팬드럴부의 열응력을 관리하기 위해서는 단순히 유리 두께만 증가시키는 것이 아니라 커튼월 전체의 열환경을 검토해야 한다.

주요 방법은 다음과 같다.

강화유리 적용

일반유리보다 열응력에 대한 저항성이 높은 강화유리를 적용한다.

(일면 반강화 유리 등 적극 검토)

Spandrel Cavity 환기

유리와 Back Pan 사이의 공간에 적절한 환기 방안을 계획하여 열이 과도하게 축적되지 않도록 한다.

(TIP : 커튼월 내측 BACK PANEL 에 환기용 HOLE 반영)

 

 

8. 실무에서 기억해야 할 핵심

Low-E 유리를 검토할 때는 다음의 흐름으로 생각하면 이해하기 쉽다.

 

Low-E Coating

→ 열복사 제어

복층유리 + Argon Gas

→ 단열성능 향상

U-value

→ 열관류 성능

SHGC

→ 태양열 취득 성능

VLT

→ 자연채광 성능

External Shading

→ 일사 유입 차단

Spandrel

→ 슬래브 및 설비 차폐

Thermal Stress

→ 스팬드럴 유리의 열응력 검토

 

결국 Low-E 유리는 단순히 "열을 막는 유리"가 아니다.

건축물의 에너지 성능을 개선하면서 채광과 조망을 확보하기 위한 외피 설계 요소라고 이해하는 것이 적절하다.

특히 커튼월 건축물에서는 유리의 U-value와 SHGC만 보는 것이 아니라 건물 방향, 외부 차양, Spandrel 구성 및 Thermal Stress까지 함께 검토해야 한다.

유리는 단순한 마감재가 아니라 건축물의 에너지 성능과 안전성에 직접 영향을 미치는 외피 요소이기 때문이다.

 

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